ШАРОШЕЧНОЕ КОЛОНКОВОЕ ДОЛОТО Российский патент 1994 года по МПК E21B10/06 

Изобретение относится к буровой технике, а конкретно к шарошечным долотам для бурения с отбором керна.

Известно колонковое шарошечное долото, содержащее корпус и шарошки, смонтированные на валиках, расположенных тангенциально к окружности долота в плоскости, в которой лежат оси валиков, и зафиксированных штифтом, причем каждый валик удерживается на месте своим винтовым штифтом [1].

Недостатком такого колонкового шарошечного долота заключается в том, что, кроме изготовления самих винтов, надо сделать нарезные окна под каждый винтовой штифт в корпусе. Кроме того, при смене валиков и осей надо, кроме прочих операций, извлечь и затем вновь ввернуть все штифты, что весьма затруднительно в условиях буровой.

Известно колонковое шарошечное долото, содержащее корпус, закрепленные к корпусу шарошки посредством расположенных тангенциально к окружности долота валиков в одной плоскости, перпендикулярной к оси долота, из которых торцевые поверхности одних концов и боковые поверхности других концов каждых последующих валиков размещены с возможностью фиксации предыдущих валиков, а последний зафиксирован штифтом [2].

Недостатком такого долота является износ гнезд корпуса под валики от вращения самих валиков, чему ничто не препятствует.

Целью изобретения является повышение долговечности долота за счет увеличения износостойкости корпуса.

Поставленная цель достигается тем, что в шарошечном колонковом долоте, содержащем корпус, закрепленные к корпусу шарошки посредством тангенциально расположенных к окружности долота валиков в одной плоскости, перпендикулярной к оси долота, из которых торцевые поверхности одних концов и боковые поверхности других концов каждых последующих валиков размещены с возможностью фиксации предыдущих валиков, а последний зафиксирован штифтом, боковые поверхности других концов валиков выполнены со скошенными поверхностями, взаимодействующими с торцевыми поверхностями последующих валиков для их фиксации, причем сумма углом между скошенными поверхностями и осями валиков f и между торцевыми поверхностями и осями валиком V определяется из следующего выражения f + +V = 2 х 360 : Z, где Z - число валиков на окружности долота, а также тем, что торцевые поверхности одних концов валиков перпендикулярны оси валиков, а скошенные поверхности других концов валиков расположены под углом к оси валиков, равным f = =2 x 360 : Z - 90^о, а также тем, что каждый штифт выполнен в виде винта с остроугольной вершиной, угол σ при которой равен углу f расположения боковой скошенной поверхности к оси валика.

На фиг. 1 дан фронтальный вид долота; на фиг. 2 - вид в плане в разрезе по осям валиков.

Колонковое шарошечное долото содержит корпус 1, шарошки 2, смонтированные на валиках 3, и один винтовой штифт 4. Валики размещены в отверстиях 5 корпуса 1. Торец 6 на одном конце валика 3 перпендикулярен оси валика 3, а на другом конце валика 3 сделан скос 7 под углом f к оси валика, который равен f = 2 x 360^o : Z - 90^о, где Z - число валиков. При этом сумма углов (к оси валика) плоскости торца 6 и плоскости скоса 7 подчиняется закономерности f + V = =2 x 360^o : Z. Винтовой штифт фиксирует один из валиков, замыкая их цепочку. Угол при вершине 8 винта 4 равен углу f скоса 7 валика 6, обеспечивает прилегание образующей конуса вершины штифта к скосу 7 валика 6, что исключает его проворот и предотвращает износ.

При сборке последовательно вставляют в корпус 1 шарошки 2 и вводят в отверстия 5 корпуса 1 валики 3 так, чтобы плоскость скоса 7 одного валика прилегала к плоскости торца 6 другого валика. Последний валик фиксируется штифтом 4.

При бурении шарошки 2 вращаются на валиках, углубляя скважину и образуя керн. Валики 3 при этом вращаться не могут, т.к. скос 7 каждого валика 3 прилегает к торцу 6 следующего и плоскость скоса 7, расположенная под углом (f = 2 x 360^o : Z - 90^о) к оси валика, препятствует провороту последнего.

Техническим преимуществом технического решения является установление оптимального угла контакта соприкасающихся валиков, предотвращение износа гнезд корпуса под валики, сокращение трудоемкости изготовления и эксплуатации колонковых шарошечных долот.

Общественно полезным преимуществом технического решения является сокращение затрат труда при изготовлении и эксплуатации колонковых шарошечных долот.

Использование: шарошечные долота для бурения скважин с отбором керна. Сущность: боковые поверхности валиков 3 выполнены со скошенными поверхностями 7. Сумма углов между скошенными поверхностями 7 и осями валиков 3 и между торцевыми поверхностями 7 и осями валиков 3 и между торцевыми поверхностями 6 и осями валиков 3 определяется из следующего выражения: f+ν=2+360^°:Z , где Z - числа валиков на окружности долота. Штифт 4 может быть в виде винта с остроугольной вершиной 8. Угол σ при вершине 8 равен углу f . При работе увеличивается износостойкость корпуса за счет того, что валики 3 не вращаются. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ШАРОШЕЧНОЕ КОЛОНКОВОЕ ДОЛОТО, содержащее корпус, закрепленные к корпусу шарошки посредством тангенциально расположенных к окружности долота валиков в одной плоскости, перпендикулярной к оси долота, из которых торцевые поверхности одних концов и боковые поверхности других концов каждых последующих валиков размещены с возможностью фиксации предыдущих валиков, а последний зафиксирован штифтом, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности долота за счет увеличения износостойкости корпуса, боковые поверхности других концов валиков выполнены со скошенными поверхностями, взаимодействующими с торцевыми поверхностями последующих валиков для их фиксации, причем сумма углов между скошенными поверхностями и осями валиков f и между торцевыми поверхностями и осями валиков ν определяется из выражения
f + ν = 2˙360:z,
где z - число валиков на окружности долота. 2. Долото по п.1, отличающееся тем, что торцевые поверхности одних концов валиков перпендикулярны к оси валиков, а скошенные поверхности других концов валиков расположены под углом к оси валиков, равным f = 2 · 360 : z -90^o. 3. Долото по п.1, отличающееся тем, что каждый штифт выполнен в виде винта с остроугольной вершиной, угол σ при которой равен углу f расположения боковой скошенной поверхности к оси валика.